组成图示
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传感器类型
电化学发光(ECL)生物传感器
检测对象
过氧化氢（H2O2）；样品基质：PBS缓冲液、雨水、消毒剂、隐形眼镜溶液
检测原理
CdS纳米晶修饰GCE在含K2S2O8的PBS中产生ECL：CdS纳米晶被还原为CdS−•，S2O8^2−被还原为SO4−•，二者反应生成激发态CdS*并发光。HRP通过MPA共价固定于CdS膜表面。当样品中存在H2O2时，HRP催化4-CN被H2O2氧化，生成不溶性苯-4-氯己二烯酮并在电极表面形成绝缘沉淀层。该层阻碍K2S2O8向CdS纳米晶表面扩散及电子转移，抑制共反应物与发光体反应，使ECL信号下降。H2O2浓度越高，沉淀层越厚，绝缘效应越强，ECL猝灭程度越大。通过测量ECL信号变化（ΔI）与H2O2浓度对数关系实现检测，生物催化沉淀提供信号放大与绝缘猝灭机制。
检测灵敏度
LOD: 4 × 10−11 M (S/N = 3)；线性范围: 1.0 × 10−10 M–1.0 × 10−6 M；R = 0.9934
效应效果
该传感器表现出良好的稳定性与重现性：连续循环扫描10次ECL信号无明显变化；4 ℃ PBS中保存1个月后仍保留约94.5%初始响应。对1.0×10−6 M H2O2的5个独立电极RSD为9.3%。选择性方面，尿酸（UA）、抗坏血酸（AA）与H2O2同浓度（1.0×10−7 M）共存时，ECL响应与纯H2O2无显著差异，表明抗干扰能力较好。实际样品检测中，雨水、消毒剂和隐形眼镜溶液的H2O2加标回收率为97.00%–104.00%，RSD为1.69%–3.45%。作者认为该BCP-ECL绝缘猝灭策略简单、灵敏度高，可作为开发多种生物分析物ECL生物传感器的通用方法。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），抛光后作为工作电极和ECL换能器。
- 纳米材料修饰层：CdS纳米晶（CdS NCs，直径约5 nm）吸附于GCE表面，作为ECL发光体。
- 连接/固定层：3-巯基丙酸（MPA）通过巯基与CdS表面Cd2+配位，羧基经EDC/NHS活化后共价连接HRP。
- 识别元件：辣根过氧化物酶（HRP），催化H2O2氧化4-氯-1-萘酚（4-CN）发生生物催化沉淀。
- 信号标记/放大元件：4-氯-1-萘酚（4-CN）与H2O2在HRP催化下生成不溶性苯-4-氯己二烯酮绝缘沉淀层，用于猝灭ECL。
- 共反应物：过硫酸钾（K2S2O8），在ECL检测液中参与CdS纳米晶激发态生成，被绝缘层阻隔后信号下降。
- 检测缓冲液：0.1 M PBS（pH 8.0）含0.05 M K2S2O8，提供ECL反应环境。
中文摘要
为寻找一种高效的电化学发光（ECL）猝灭途径，作者首次将生物催化沉淀（BCP）与ECL检测相结合，系统考察了BCP在电极表面形成绝缘层对ECL发射的影响。实验结果表明，辣根过氧化物酶（HRP）催化4-氯-1-萘酚（4-CN）在过氧化氢（H2O2）存在下氧化生成不溶性苯-4-氯己二烯酮，并在CdS纳米晶修饰电极表面形成绝缘覆盖层，阻碍共反应物过硫酸钾（K2S2O8）与发光体CdS纳米晶之间的反应，从而显著猝灭ECL信号。由于绝缘层厚度及绝缘效应程度与H2O2浓度密切相关，据此构建了新型ECL生物传感器。在以HRP为识别元件的模型体系中，该传感器对H2O2检测具有高灵敏度和宽线性范围（1.0×10−10 M至1.0×10−6 M），检出限为4×10−11 M（S/N=3）。该策略为开发高灵敏ECL生物传感器提供了新途径，并有望拓展至多种生物分析物检测。
英文摘要
Aiming to find an alternative electrochemiluminescence (ECL) quenching route of high efficiency, biocatalytic precipitation (BCP) was firstly coupled with ECL for investigating its insulating effect on ECL. Experimental data revealed that an insulating layer could be formed via BCP onto the electrode surface, inhibiting the reaction between the coreactant and luminophore and thereby impairing the ECL emission dramatically. Since the extent of insulating effect associated strongly with analyte concentration, a new ECL biosensor was successfully realized. In a model horseradish peroxidase (HRP)-based system, the fabricated biosensor possessed high sensitivity and wide linear range from 1.0 × 10(-10)M to 1.0 × 10(-6)M for H(2)O(2) determination with a detection limit of 4 × 10(-11)M (S/N=3). This method has great potential in extending the application of ECL biosensor for various bioanalytes.